JP5693352B2 - Imaging lens - Google Patents
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Description
本発明は、監視用カメラや車載用カメラ等、固体撮像素子を備えた撮像装置に用いられる撮像レンズ、特に単焦点の広角撮像レンズに関する。 The present invention relates to an imaging lens used in an imaging apparatus equipped with a solid-state imaging device, such as a monitoring camera or a vehicle-mounted camera, and more particularly to a single-focus wide-angle imaging lens.
監視用カメラや車載用カメラに用いられる撮像レンズは、寒帯から熱帯までの様々な地域での使用が想定され、且つ近年広まりつつある白線認識用のフロントカメラはリアに比べ運転時間が長いためエンジン系などの発熱機器を考慮する必要があり、より広い温度範囲において使用可能な光学設計が求められている。また、広画角を確保しながら画面全域で結像性能が良いことが要求される。さらに、搭載スペースが限られることが多いことなどから小型で軽量であることも要求される。 Imaging lenses used for surveillance cameras and in-vehicle cameras are expected to be used in various regions from the cold to the tropics, and the white line recognition front camera that has been spreading in recent years has a longer driving time than the rear engine. It is necessary to consider heat generating devices such as systems, and an optical design that can be used in a wider temperature range is required. Further, it is required that the imaging performance is good over the entire screen while ensuring a wide angle of view. Furthermore, since the mounting space is often limited, it is also required to be small and lightweight.
これらの要望に対応し得る可能性がある単焦点の広角撮像レンズとして、下記の特許文献1が提案されている。しかしながら、この特許文献1に記載される単焦点レンズでは、樹脂レンズを用いた際の温度変動を加味した設計を行っていないため焦点位置がずれる恐れがあった。 The following Patent Document 1 has been proposed as a single-focus wide-angle imaging lens that can possibly meet these demands. However, the single focus lens described in Patent Document 1 is not designed in consideration of temperature fluctuations when a resin lens is used, and thus the focus position may be shifted.
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、目的とするのは、温度変動に強い4枚構成の光学系を設計することで、高い対候性と光学性能を持ちつつ、レンズの形状、非球面の形状等を適切に設定することにより小型、薄型の広角撮像レンズを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object is to design a four-element optical system that is resistant to temperature fluctuations, while having high weather resistance and optical performance, To provide a small and thin wide-angle imaging lens by appropriately setting the shape of the lens, the shape of the aspherical surface, and the like.
上記目的を達成するため本発明のレンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた 負の屈折力を有する第1レンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する樹脂材料 で形成された第2レンズと、球面で、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第3レ ンズと、開口絞りと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する樹脂材料で形成された第 4レンズとを配置し、下記条件式(1)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.9≧f2/f4≧−1.1 … (1)
−10.0≦f1/f≦−6.0 … (2)
−5.0≦f2/f≦ −3.0 … (3)
3.0≦f3/f≦ 5.0 … (4)
2.0≦f4/f≦ 6.0 … (5)
ただし、fは全レンズによる焦点距離、f1は第1レンズの焦点距離、f2は第2レン ズの焦点距離、f3は第3レンズの焦点距離、f4は第4レンズの焦点距離である。
In order to achieve the above object, the lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens having negative refractive power with a convex surface facing the object side, and a resin material having negative refractive power with the convex surface facing the object side. a second lens in which is formed, a spherical surface, you chromatic and third lenses having a positive refractive power with a convex surface facing the object side, an aperture stop, a positive refractive power having a convex surface on the image side A fourth lens formed of a resin material is disposed, and the following conditional expressions (1) to (5) are satisfied.
−0.9 ≧ f2 / f4 ≧ −1.1 (1)
−10.0 ≦ f1 / f ≦ −6.0 (2)
−5.0 ≦ f2 / f ≦ −3.0 (3)
3.0 ≦ f3 / f ≦ 5.0 (4)
2.0 ≦ f4 / f ≦ 6.0 (5)
Where f is the focal length of all lenses, f1 is the focal length of the first lens, f2 is the focal length of the second lens , f3 is the focal length of the third lens, and f4 is the focal length of the fourth lens.
好ましくは、前記第1レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以上、前記第2レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上、前記第3レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以下、前記第4レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上に、それぞれ設定されることを特徴とする。 Preferably, the Abbe number for the d-line of the material constituting the first lens is 40 or more, the Abbe number for the d-line of the material constituting the second lens is 50 or more, and the d-line of the material constituting the third lens The Abbe number is set to 40 or less, and the Abbe number to the d-line of the material constituting the fourth lens is set to 50 or more.
好ましくは前記第2レンズと前記第4レンズは、各々の少なくとも1面が樹脂材料で 形成され、非球面であることを特徴とする。
Preferably the fourth lens and the second lens has at least one surface of each is made of a resin material, characterized in that it is a non-spherical surface.
好ましくは、前記第3レンズが硝子材料で形成されることを特徴とする。 Preferably, the third lens is formed of a glass material.
好ましくは、全画角が以下の条件式を満足することを特徴とする。
2W≧130°
ただし、2W:結像面での最大像高位置に入射する光線の全画角。
Preferably, the entire angle of view satisfies the following conditional expression.
2W ≧ 130 °
However, 2W: The total angle of view of the light ray incident on the maximum image height position on the imaging plane.
本発明の撮像レンズによれば、各レンズのパワーを制御することで温度変動に強い撮像レンズを提供できる。さらに、アッベ数や画角、焦点距離を制御することにより小型でかつ諸収差が良好に補正された広角撮像レンズを提供することができる。 According to the imaging lens of the present invention, it is possible to provide an imaging lens that is resistant to temperature fluctuations by controlling the power of each lens. Furthermore, it is possible to provide a wide-angle imaging lens that is compact and has various aberrations corrected satisfactorily by controlling the Abbe number, angle of view, and focal length.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に実施形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。これらの実施形態は物体側から順に、第1レンズ110、第2レンズ120、第3レンズ130、開口絞り140、第4レンズ150、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor device)等の撮像素子160が配置される4枚構成の単焦点レンズ100である。 FIG. 1 shows the lens configuration of the embodiment in an optical section. In these embodiments, in order from the object side, the first lens 110, the second lens 120, the third lens 130, the aperture stop 140, the fourth lens 150, a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS (Complementary Mental-Oxide Semiconductor device). This is a single-focus lens 100 having a four-lens configuration in which an imaging element 160 such as the above is arranged.
本発明を実施した撮像レンズとなる単焦点レンズ100で好ましくは、条件式(1)を満足するように構成される。
−0.9≦f2/f4≦−1.1 … (1)
ただし、f2は第2レンズ120の焦点距離、f4は第4レンズ150の焦点距離である。
The single focus lens 100 as an imaging lens embodying the present invention is preferably configured to satisfy the conditional expression (1).
−0.9 ≦ f2 / f4 ≦ −1.1 (1)
Here, f2 is the focal length of the second lens 120, and f4 is the focal length of the fourth lens 150.
(1)の上限値を超えると、第2レンズ120の焦点距離が第4レンズ150の焦点距離よりも長くなり、第2レンズ120のパワーが第4レンズ150のパワーよりも弱まるため温度変化させた際にピント位置が物体側にずれてしまい、高い光学性能を持った広角撮像レンズを得にくくなる。一方、下限値を超えると、第2レンズ120の焦点距離が第4レンズ150の焦点距離よりも短くなり、第2レンズ120のパワーが第4レンズ150のパワーよりも強まるため温度変化させた際にピント位置が像側にずれてしまい、同様に高い光学性能を持った広角撮像レンズを得にくくなる。 When the upper limit of (1) is exceeded, the focal length of the second lens 120 becomes longer than the focal length of the fourth lens 150, and the power of the second lens 120 becomes weaker than the power of the fourth lens 150, so that the temperature is changed. The focus position shifts to the object side, and it becomes difficult to obtain a wide-angle imaging lens having high optical performance. On the other hand, when the lower limit is exceeded, the focal length of the second lens 120 becomes shorter than the focal length of the fourth lens 150, and the power of the second lens 120 becomes stronger than the power of the fourth lens 150. In addition, the focus position is shifted to the image side, and it is difficult to obtain a wide-angle imaging lens having high optical performance.
本発明を実施した撮像レンズ100で4枚のレンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けて負の屈折力を有することで広い画角を得るのに有利に働くメニスカスレンズである第1レンズ110と、物体側に凸面を向けることで小型化に有利で製造難易度も低くした負の屈折力を有するメニスカスレンズである第2レンズ120と、物体側に凸面を向けて正の屈折力を有することで収差補正を容易にした第3レンズ130と、開口絞り140と像側に凸面を向けて正の屈折力を有することで結像面への入射角度を小さくした第4レンズ150のように配列されている。 The four lenses in the imaging lens 100 embodying the present invention are meniscus lenses that work in order to obtain a wide angle of view by having a negative refractive power with the convex surface facing the object side in order from the object side. One lens 110, a second lens 120, which is a meniscus lens having a negative refractive power, which is advantageous for downsizing and has a low manufacturing difficulty by directing a convex surface toward the object side, and positive refraction with the convex surface directed toward the object side The third lens 130 that facilitates correction of aberrations by having power, and the fourth lens 150 that has a positive refractive power with the convex surface facing the aperture stop 140 and the image side, thereby reducing the incident angle on the image plane. It is arranged like this.
撮像レンズ100において、物体側OBJSより入射した光は、第1レンズ110の物体側R1面1、像面側R2面2、第2レンズ120の物体側R3面3、像面側R4面4、第3レンズ130の物体側R5面5、像面側R6面6、開口絞り140の面7、第4レンズ150の物体側R8面8、像面側R9面9、を順次通過し撮像素子160へと集光される。 In the imaging lens 100, the light incident from the object side OBJS is the object side R1 surface 1, the image surface side R2 surface 2 of the first lens 110, the object side R3 surface 3, the image surface side R4 surface 4 of the second lens 120, The imaging element 160 sequentially passes through the object side R5 surface 5, the image surface side R6 surface 6, the surface 7 of the aperture stop 140, the object side R8 surface 8 and the image surface side R9 surface 9 of the fourth lens 150 of the third lens 130. It is focused on.
なお、本実施形態では、第1レンズ110としてメニスカスレンズを用いた場合について説明した。このように、メニスカスレンズを用いることによりゴーストを発生しにくいものとすることができるが、これに限る必要はない。 In the present embodiment, the case where a meniscus lens is used as the first lens 110 has been described. As described above, by using the meniscus lens, it is possible to make it difficult to generate a ghost, but it is not necessary to be limited to this.
また、第2レンズ120と第4レンズ150が樹脂材料で形成されることにより、軽量化や低コスト化が実現できるとともに、非球面形状の作製が容易となる。さらに、これらのレンズはそれぞれ少なくとも1面の非球面形状が形成されることにより、収差補正が容易となり、小型でありながら良好な解像性能を得ることが可能となる。 Further, since the second lens 120 and the fourth lens 150 are formed of a resin material, weight reduction and cost reduction can be realized, and an aspherical shape can be easily manufactured. Further, each of these lenses is formed with at least one aspherical shape, whereby aberration correction can be facilitated, and good resolution performance can be obtained while being small.
また、樹脂材料で形成される第2レンズ120と第4レンズ150のパワーの組み合わせを負、正としていることで屈折率の温度特性の相殺が可能となっている。一般に樹脂材料は硝子材料に比べて温度変化による屈折率の変化が大きく、その屈折力は高温で小さく、低温で大きくなる。よって本発明では負、正のレンズをそれぞれ1枚ずつ樹脂材料で構成し焦点距離を近づけることにより、この屈折力の変化を打ち消してレンズ全系での焦点距離の変化を小さくし、結果として幅広い温度範囲でも所望の性能を得ることが可能となる。 In addition, since the combination of the power of the second lens 120 and the fourth lens 150 made of a resin material is negative and positive, the temperature characteristics of the refractive index can be offset. In general, a resin material has a larger change in refractive index due to a temperature change than a glass material, and its refractive power is small at a high temperature and large at a low temperature. Therefore, in the present invention, each of the negative and positive lenses is made of a resin material and the focal length is made closer to cancel out this change in refractive power, thereby reducing the change in focal length in the entire lens system. Desired performance can be obtained even in the temperature range.
さらに、パワーを左右するものとして温度によるレンズ形状の変化が挙げられ、樹脂材料の線膨張係数も関わってくる。よって第2レンズ120、第4レンズ150を形成する樹脂材料は同一材料もしくは線膨張係数が近い材料にすることで更に効果が期待できる。 Furthermore, as a factor that influences power, there is a change in the lens shape due to temperature, and the linear expansion coefficient of the resin material is also involved. Accordingly, the resin material forming the second lens 120 and the fourth lens 150 can be expected to be more effective by using the same material or a material having a similar linear expansion coefficient.
また、第3レンズ130は硝子材料で形成することにより幅広い分散値の材料を選択でき、結果として倍率色収差を良好に補正することが可能となる。具体的には、第3レンズ130に分散値の高い硝材を用いることで第1レンズ110及び第2レンズ120で発生した色収差の補正に有利な効果を得ている。 Further, by forming the third lens 130 from a glass material, a material having a wide dispersion value can be selected, and as a result, the lateral chromatic aberration can be favorably corrected. Specifically, by using a glass material having a high dispersion value for the third lens 130, an advantageous effect for correcting chromatic aberration generated in the first lens 110 and the second lens 120 is obtained.
つまり、本発明では第2レンズ120と第4レンズ150を樹脂材料とすることで軽量化とコスト削減を図り、作製が容易となる非球面形状を形成して収差補正も行う。さらにはこれらのレンズのパワーが負、正の組み合わせとなっていることで温度特性も相殺されている。また、第3レンズ130を硝子材料として高分散値を選択することで色収差の補正に関しても有効な構成とし、よってトータルで小型・軽量で高い解像性能をもち、且つ温度特性にも優れた広角レンズを実現している。 That is, in the present invention, the second lens 120 and the fourth lens 150 are made of a resin material to reduce the weight and reduce the cost, and form an aspheric shape that can be easily manufactured to correct aberrations. Furthermore, the temperature characteristics are offset by the combination of the negative and positive powers of these lenses. In addition, by selecting a high dispersion value using the third lens 130 as a glass material, it is also effective in correcting chromatic aberration, so that it is a compact, lightweight, high resolution performance, and a wide angle with excellent temperature characteristics. The lens is realized.
なお、以下の数値実施例の中で記載されるレンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、kを円錐係数、A、B、C、Dは非球面係数、rを中心曲率半径としたとき次式で表される。hは光線の高さ、cは中心曲率半径の逆数をそれぞれ表している。ただしZは面頂点に対する接平面からの深さを、Aは4次の非球面係数を、Bは6次の非球面係数を、Cは8次の非球面係数を、Dは10次の非球面係数をそれぞれ表している。 The aspherical shape of the lens described in the following numerical examples is positive in the direction from the object side to the image plane side, k is a conical coefficient, and A, B, C, and D are aspherical coefficients. , R is the central radius of curvature, h represents the height of the light beam, and c represents the reciprocal of the central radius of curvature. Where Z is the depth from the tangent plane to the surface vertex, A is the fourth-order aspheric coefficient, B is the sixth-order aspheric coefficient, C is the eighth-order aspheric coefficient, and D is the tenth-order non-spherical coefficient. Each spherical coefficient is represented.
さらに、本発明を実施した撮像レンズ100で好ましくは、第1レンズ110を構成する材料のd線に対するアッベ数が40以上に、前記第2レンズ120を構成する材料のd線に対するアッベ数が50以上に、前記第3レンズ130を構成する材料のd線に対するアッベ数が40以下に、前記第4レンズ150を構成する材料のd線に対するアッベ数が50以上に、それぞれ設定されることにより、各レンズの材料をこのような条件を満たすように選択することで、色収差の補正を適切に行うことができる。具体的には、開口絞り140よりも物体側にあり、負レンズである第1レンズ110および第2レンズ120はそれらを構成する各材料のアッベ数が大きいほど、第1レンズ110および第2レンズ120で発生する倍率色収差が小さくなる。また、同じく開口絞り140よりも物体側にあり、正レンズである第3レンズ130を構成する材料のアッベ数が小さいほど倍率色収差を良好に補正できる。 In the imaging lens 100 according to the present invention, the Abbe number of the material constituting the first lens 110 with respect to the d-line is preferably 40 or more, and the Abbe number of the material constituting the second lens 120 with respect to the d-line is 50. As described above, the Abbe number with respect to the d line of the material constituting the third lens 130 is set to 40 or less, and the Abbe number with respect to the d line of the material constituting the fourth lens 150 is set to 50 or more. By selecting the material of each lens so as to satisfy such conditions, chromatic aberration can be corrected appropriately. Specifically, the first lens 110 and the second lens 120 are located closer to the object side than the aperture stop 140, and the first lens 110 and the second lens 120, which are negative lenses, increase as the Abbe number of each material constituting them increases. The lateral chromatic aberration generated at 120 is reduced. Similarly, the chromatic aberration of magnification can be corrected better as the Abbe number of the material constituting the third lens 130 that is the positive lens is closer to the object side than the aperture stop 140.
さらに、本発明を実施した撮像レンズ100で好ましくは、下記の条件式を満足するように構成される。
2W≧130°
ただし、2Wは結像面での最大像高位置に入射する光線の全画角である。
Furthermore, the imaging lens 100 embodying the present invention is preferably configured to satisfy the following conditional expression.
2W ≧ 130 °
However, 2W is the total angle of view of the light ray incident on the maximum image height position on the imaging plane.
広角レンズは望遠レンズに比べ像面に対する入射角が周縁光線においてきつくなるため、温度変動によるピントシフトはできるだけ抑えなければならないが、上記条件を満足することで監視用カメラや車載用カメラとして適切な画角を確保できる。
さらに、本発明を実施した撮像レンズ100で好ましくは、条件式(2)〜(5)を満足するように構成される。
−10.0≦f1/f≦−6.0 … (2)
−5.0≦f2/f≦ −3.0 … (3)
3.0≦f3/f≦ 5.0 … (4)
2.0≦f4/f≦ 6.0 … (5)
ただし、fは全レンズの焦点距離、f1は第1レンズ110の焦点距離、f2は第2レンズ120の焦点距離、f3は第3レンズ130の焦点距離、f4は第4レンズ150の焦点距離である。
A wide-angle lens has a narrower incident angle with respect to the image plane than the telephoto lens, so the focus shift due to temperature fluctuations must be suppressed as much as possible.However, satisfying the above conditions makes it suitable as a surveillance camera or an in-vehicle camera. The angle of view can be secured.
Further, the imaging lens 100 embodying the present invention is preferably configured to satisfy the conditional expressions (2) to (5).
−10.0 ≦ f1 / f ≦ −6.0 (2)
−5.0 ≦ f2 / f ≦ −3.0 (3)
3.0 ≦ f3 / f ≦ 5.0 (4)
2.0 ≦ f4 / f ≦ 6.0 (5)
Where f is the focal length of all lenses, f1 is the focal length of the first lens 110, f2 is the focal length of the second lens 120, f3 is the focal length of the third lens 130, and f4 is the focal length of the fourth lens 150. is there.
(2)の上限値を超えると、負の屈折力が大きくなり、倍率の色収差の補正は容易となるが、第1レンズ110像側面R2の曲率が小さくなりすぎてしまい、製造が難しくなる。下限値を超えると、第1レンズ110物体側面R1の曲率が小さくなるために有効径が大きくなり、レンズ系の小型化が難しくなってしまう。 If the upper limit of (2) is exceeded, the negative refractive power increases, and the correction of chromatic aberration of magnification becomes easy, but the curvature of the first lens 110 image side surface R2 becomes too small, making manufacture difficult. When the lower limit is exceeded, the curvature of the object side surface R1 of the first lens 110 becomes small, so that the effective diameter becomes large and it becomes difficult to reduce the size of the lens system.
(3)の上限値を超えると負の屈折力が強くなるために第2レンズ120像側面R4の曲率が小さくなりすぎてしまう。また、それに伴って第3レンズ物体側面R3の曲率も小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。下限値を超えると、負の屈折力が減少し第3レンズ130の正の屈折力が小さくなるために倍率の色収差の補正が困難になる。 When the upper limit value of (3) is exceeded, the negative refractive power becomes strong, so that the curvature of the second lens 120 image side surface R4 becomes too small. Further, along with this, the curvature of the third lens object side surface R3 becomes too small, which makes it difficult to manufacture. When the lower limit is exceeded, the negative refractive power decreases and the positive refractive power of the third lens 130 decreases, making it difficult to correct chromatic aberration of magnification.
(4)の上限値を超えると、正の屈折力が不足するために倍率の色収差の補正が困難になる。下限値を超えると第3レンズ130物体側面R5の曲率が小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。 Exceeding the upper limit of (4) makes it difficult to correct chromatic aberration of magnification because the positive refractive power is insufficient. If the lower limit is exceeded, the curvature of the object side surface R5 of the third lens 130 becomes too small, making manufacture difficult.
第4レンズ150の、特に像側面R9は収差の補正を大きく行なっているため、(5)の上限値を超えると、正の屈折力が小さくなりすぎて、緒収差の補正が困難になる。逆に下限値を超えると、第4レンズ150像側面R9の曲率が小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。 Since the fourth lens 150, in particular, the image side surface R9 is greatly corrected for aberrations, if the upper limit of (5) is exceeded, the positive refractive power becomes too small, making it difficult to correct the aberrations. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the curvature of the fourth lens 150 image side surface R9 becomes too small, making manufacture difficult.
以下に、撮像レンズ100の具体的な数値による実施例1〜5を示す。実施例1〜5の数値実施例において、焦点距離、Fナンバー、画角、像高、レンズ全長、バックフォーカス(BF)は次の表1に記載の通りである。また、同じく実施例1〜5の数値実施例において、条件式(1)〜(5)の数値データは、次の表2に記載の値になる。 Examples 1 to 5 according to specific numerical values of the imaging lens 100 are shown below. In the numerical examples of Examples 1 to 5, the focal length, F number, angle of view, image height, total lens length, and back focus (BF) are as shown in Table 1 below. Similarly, in the numerical examples of Examples 1 to 5, the numerical data of the conditional expressions (1) to (5) are the values described in Table 2 below.
<実施例1>
実施の形態1におけるレンズ系の基本構成は図2に示され、各数値データ(設定値)は表3、表4に、球面収差、歪曲収差、および非点収差を示す収差図は図3にそれぞれ示される。
<Example 1>
The basic configuration of the lens system in the first embodiment is shown in FIG. 2, each numerical data (setting value) is shown in Tables 3 and 4, and the aberration diagram showing spherical aberration, distortion, and astigmatism is shown in FIG. Each is shown.
図2に示すように、第1レンズ110は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第2レンズ120は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第3レンズ130は物体側に凸面を向けた平凸形状、開口絞り140の像側に配置される第4レンズ150は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズ120と第4レンズ150はそれぞれ両面に非球面を有する。また、図に示すように第1レンズ110の厚さとなるR1面1とR2面2間の距離をD1、第1レンズ110のR2面2と第2レンズ120のr3面3までの距離をD2、第2レンズ120の厚さとなるR3面3とR4面4間の距離をD3、第2レンズ120のR4面4と第3レンズ130のR5面5間の距離をD4、第3レンズ130の厚さとなるR5面5とR6面6間の距離をD5、第3レンズ130のR6面6と開口絞り部140の面7までの距離をD6、開口絞り部140の面7と第4レンズ150のR8面8間の距離をD7、第4レンズ150の厚さとなるR8面8とR9面9間の距離をD8、第4レンズ150のR99と結像面160までの距離をD9とする。 As shown in FIG. 2, the first lens 110 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the second lens 120 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the third lens 130 has a flat surface with the convex surface facing the object side. The fourth lens 150 disposed on the image side of the convex shape and the aperture stop 140 has a meniscus shape with the convex surface facing the image side. Each of the second lens 120 and the fourth lens 150 has an aspheric surface on both sides. Further, as shown in the figure, the distance between the R1 surface 1 and the R2 surface 2 that is the thickness of the first lens 110 is D1, and the distance between the R2 surface 2 of the first lens 110 and the r3 surface 3 of the second lens 120 is D2. The distance between the R3 surface 3 and the R4 surface 4 that is the thickness of the second lens 120 is D3, the distance between the R4 surface 4 of the second lens 120 and the R5 surface 5 of the third lens 130 is D4, and The distance between the R5 surface 5 and the R6 surface 6 that is the thickness is D5, the distance between the R6 surface 6 of the third lens 130 and the surface 7 of the aperture stop 140 is D6, the surface 7 of the aperture stop 140 and the fourth lens 150. The distance between the R8 surface 8 is D7, the distance between the R8 surface 8 and the R9 surface 9 which is the thickness of the fourth lens 150 is D8, and the distance between R99 of the fourth lens 150 and the imaging surface 160 is D9.
表3は、実施例1における撮像レンズ100Aの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表3中で面番号に*がついている面は非球面形状となっていることを示す。表4は、所定面の非球面係数を示している。
数値実施例1
Table 3 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens 100A in Example 1, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. In Table 3, the surface with * in the surface number indicates an aspherical shape. Table 4 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.
Numerical example 1
図3は、実施例1において、図3(A)が球面収差(左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm)を、図3(B)が非点収差(実線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのサジタル光線、点線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのタンジェンシャル光線)を、図3(C)が歪曲収差(435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmが重なっている)をそれぞれ示している。図3(B)、(C)の縦軸は半画角ωを表し、図3(B)中、実線Sはサジタル像面の値、破線Tはタンジェンシャル像面の値をそれぞれ示している。なお、図5、7、9、11においても同様である。 3A shows a spherical aberration (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, 656.3 nm from the left) and FIG. 3B shows an astigmatism (solid line: left) in Example 1. 35.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm sagittal rays, dotted line: 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm tangential rays from the left), Figure 3 (C) Distortion aberrations (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, and 656.3 nm overlap) are shown. 3B and 3C, the vertical axis represents the half field angle ω. In FIG. 3B, the solid line S represents the sagittal image plane value, and the broken line T represents the tangential image plane value. . The same applies to FIGS. 5, 7, 9, and 11.
図3からわかるように、実施例1によれば、球面、歪曲、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。
<実施例2>
実施の形態2におけるレンズ系の基本構成は図4に示され、各数値データ(設定値)は表5、表6に、球面収差、歪曲収差、および非点収差を示す収差図は図5にそれぞれ示される。
As can be seen from FIG. 3, according to the first embodiment, spherical, distorted, and astigmatism aberrations are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.
<Example 2>
The basic configuration of the lens system in the second embodiment is shown in FIG. 4, each numerical data (setting value) is shown in Tables 5 and 6, and aberration diagrams showing spherical aberration, distortion, and astigmatism are shown in FIG. Each is shown.
この実施例2における撮像レンズ100Bは実施例1のL1の焦点距離を長くし像側面の曲率を小さくすることで、作製を容易とすることを目的に設計されている。なお、以降、第1レンズ110の焦点距離をL1、第2レンズ120の焦点距離をL2、第3レンズ130の焦点距離をL3、第4レンズの焦点距離をL4とする。 The imaging lens 100B in the second embodiment is designed for the purpose of facilitating manufacture by increasing the focal length of L1 in the first embodiment and decreasing the curvature of the image side surface. Hereinafter, the focal length of the first lens 110 is L1, the focal length of the second lens 120 is L2, the focal length of the third lens 130 is L3, and the focal length of the fourth lens is L4.
図4に示すように、第1レンズ110は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第2レンズ120は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第3レンズ130は物体側に凸面を向けた平凸形状、開口絞り140の像側に配置される第4レンズ150は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズ120と第4レンズ150はそれぞれ両面に非球面を有する。 As shown in FIG. 4, the first lens 110 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the second lens 120 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the third lens 130 has a flat surface with the convex surface facing the object side. The fourth lens 150 disposed on the image side of the convex shape and the aperture stop 140 has a meniscus shape with the convex surface facing the image side. Each of the second lens 120 and the fourth lens 150 has an aspheric surface on both sides.
表3は、実施例2における撮像レンズ100Bの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表5中で面番号に*がついている面は非球面形状となっていることを示す。表6は、所定面の非球面係数を示している。
数値実施例2
Table 3 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens 100B in Example 2, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. In Table 5, the surface numbered with * indicates that the surface is aspherical. Table 6 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.
Numerical example 2
図5は、実施例2において、図5(A)が球面収差(左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm)を、図5(B)が非点収差(実線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのサジタル光線、点線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのタンジェンシャル光線)を、図5(C)が歪曲収差(435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmが重なっている)をそれぞれ示している。図5からわかるように、実施例2によれば、球面、歪曲、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。
<実施例3>
実施の形態3におけるレンズ系の基本構成は図6に示され、各数値データ(設定値)は表7、表8に、球面収差、歪曲収差、および非点収差を示す収差図は図7にそれぞれ示される。
5A is a spherical aberration (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, 656.3 nm from the left) and FIG. 5B is an astigmatism (solid line: left) in Example 2. (5) to 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm sagittal rays, dotted line: 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm tangential rays from the left). Distortion aberrations (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, and 656.3 nm overlap) are shown. As can be seen from FIG. 5, according to the second embodiment, the spherical lens, the distortion, and the astigmatism are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.
<Example 3>
The basic configuration of the lens system according to Embodiment 3 is shown in FIG. 6, each numerical data (setting value) is shown in Tables 7 and 8, and the aberration diagram showing spherical aberration, distortion, and astigmatism is shown in FIG. Each is shown.
この実施例3における撮像レンズ100Cは実施例2のL1の焦点距離を長くし像側面の曲率を小さくすることで、作製を容易とすることを目的に設計されている。 The imaging lens 100 </ b> C in the third embodiment is designed for easy manufacture by increasing the focal length of L <b> 1 in the second embodiment and decreasing the curvature of the image side surface.
図6に示すように、第1レンズ110は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第2レンズ120は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第3レンズ130は物体側に凸面を向けた平凸形状、開口絞り140の像側に配置される第4レンズ150は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズ120と第4レンズ150はそれぞれ両面に非球面を有する。 As shown in FIG. 6, the first lens 110 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the second lens 120 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the third lens 130 has a flat surface with the convex surface facing the object side. The fourth lens 150 disposed on the image side of the convex shape and the aperture stop 140 has a meniscus shape with the convex surface facing the image side. Each of the second lens 120 and the fourth lens 150 has an aspheric surface on both sides.
表7は、実施例3における撮像レンズ100Cの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表7中で面番号に*がついている面は非球面形状となっていることを示す。表8は、所定面の非球面係数を示している。
数値実施例3
Table 7 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens 100C in Example 3, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. In Table 7, the surface numbered with * indicates that the surface is aspherical. Table 8 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.
Numerical Example 3
図7は、実施例3おいて、図7(A)が球面収差(左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm)を、図7(B)が非点収差(実線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのサジタル光線、点線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのタンジェンシャル光線)を、図7(C)が歪曲収差(435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmが重なっている)をそれぞれ示している。図7からわかるように、実施例3によれば、球面、歪曲、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。
<実施例4>
実施の形態4におけるレンズ系の基本構成は図8に示され、各数値データ(設定値)は表9、表10に、球面収差、歪曲収差、および非点収差を示す収差図は図9にそれぞれ示される。
7A is a spherical aberration (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, 656.3 nm from the left), and FIG. 7B is an astigmatism (solid line: solid line: Example 3). Sagittal rays of 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm from the left, dotted line: tangential rays of 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm from the left), Fig. 7 (C) Shows distortion aberrations (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, and 656.3 nm overlapping), respectively. As can be seen from FIG. 7, according to the third embodiment, spherical, distorted, and astigmatism aberrations are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.
<Example 4>
The basic configuration of the lens system in the fourth embodiment is shown in FIG. 8, each numerical data (setting value) is shown in Tables 9 and 10, and the aberration diagram showing spherical aberration, distortion, and astigmatism is shown in FIG. Each is shown.
この実施例4における撮像レンズ100DはL2とL4の焦点距離のバランスを見つつL1像側面の曲率を小さくすることで、作製を容易とすることを目的に設計されている。 The imaging lens 100D according to the fourth embodiment is designed for easy manufacture by reducing the curvature of the L1 image side surface while observing the balance of the focal lengths of L2 and L4.
図8に示すように、第1レンズ110は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第2レンズ120は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第3レンズ130は物体側に凸面を向けた平凸形状、開口絞り140の像側に配置される第4レンズ150は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズ120と第4レンズ150はそれぞれ両面に非球面を有する。 As shown in FIG. 8, the first lens 110 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the second lens 120 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the third lens 130 has a flat surface with the convex surface facing the object side. The fourth lens 150 disposed on the image side of the convex shape and the aperture stop 140 has a meniscus shape with the convex surface facing the image side. Each of the second lens 120 and the fourth lens 150 has an aspheric surface on both sides.
表9は、実施例4における撮像レンズ100Dの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表9中で面番号に*がついている面は非球面形状となっていることを示す。表10は、所定面の非球面係数を示している。
数値実施例4
Table 9 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens 100D in Example 4, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. In Table 9, the surface numbered with * indicates that the surface is aspherical. Table 10 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.
Numerical Example 4
図9は、実施例4おいて、図9(A)が球面収差(左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm)を、図9(B)が非点収差(実線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのサジタル光線、点線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのタンジェンシャル光線)を、図9(C)が歪曲収差(435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmが重なっている)をそれぞれ示している。図9からわかるように、実施例4によれば、球面、歪曲、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。
<実施例5>
実施の形態5におけるレンズ系の基本構成は図10に示され、各数値データ(設定値)は表11、表12に、球面収差、歪曲収差、および非点収差を示す収差図は図11にそれぞれ示される。
FIG. 9 shows the spherical aberration (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, 656.3 nm from the left) and FIG. 9B shows the astigmatism (solid line: solid line) in Example 4. Sagittal rays of 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm from the left, dotted lines: 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm tangential rays from the left), Fig. 9 (C) Shows distortion aberrations (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, and 656.3 nm overlapping), respectively. As can be seen from FIG. 9, according to Example 4, various aberrations of spherical surface, distortion, and astigmatism are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.
<Example 5>
The basic configuration of the lens system according to Embodiment 5 is shown in FIG. 10, each numerical data (setting value) is shown in Tables 11 and 12, and aberration diagrams showing spherical aberration, distortion, and astigmatism are shown in FIG. Each is shown.
この実施例5における撮像レンズ100EはL2とL4の焦点距離のバランスを変化させても高いMTFを保つことができるよう設計されている。 The imaging lens 100E according to the fifth embodiment is designed to maintain a high MTF even when the balance between the focal lengths of L2 and L4 is changed.
図10に示すように、第1レンズ110は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第2レンズ120は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第3レンズ130は物体側に凸面を向けた平凸形状、開口絞り140の像側に配置される第4レンズ150は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズ120と第4レンズ150はそれぞれ両面に非球面を有する。 As shown in FIG. 10, the first lens 110 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the second lens 120 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the third lens 130 has a flat surface with the convex surface facing the object side. The fourth lens 150 disposed on the image side of the convex shape and the aperture stop 140 has a meniscus shape with the convex surface facing the image side. Each of the second lens 120 and the fourth lens 150 has an aspheric surface on both sides.
表11は、実施例5における撮像レンズ100Eの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表11中で面番号に*がついている面は非球面形状となっていることを示す。表12は、所定面の非球面係数を示している。
数値実施例5
Table 11 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens 100E in Example 5, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. In Table 11, a surface numbered with * indicates that it has an aspherical shape. Table 12 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.
Numerical Example 5
図11は、実施例5において、図11(A)が球面収差(左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm)を、図11(B)が非点収差(実線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのサジタル光線、点線:左から435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmのタンジェンシャル光線)を、図11(C)が歪曲収差(435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nmが重なっている)をそれぞれ示している。図11からわかるように、実施例5によれば、球面、歪曲、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。 11A is a spherical aberration (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, 656.3 nm from the left), and FIG. 11B is an astigmatism (solid line: left) in Example 5. 115.8C, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm sagittal rays, dotted line: 435.8nm, 486.1nm, 546.1nm, 587.6nm, 656.3nm tangential rays from the left), Figure 11 (C) Distortion aberrations (435.8 nm, 486.1 nm, 546.1 nm, 587.6 nm, and 656.3 nm overlap) are shown. As can be seen from FIG. 11, according to the fifth embodiment, spherical, distorted, and astigmatism aberrations are corrected well, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.
100、100A、100B、100C、100D、100E … 撮像レンズ
110 … 第1レンズ
120 … 第2レンズ
130 … 第3レンズ
140 … 開口絞り
150 … 第4レンズ
160 … 結像面(撮像素子)
100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E ... Imaging lens 110 ... First lens 120 ... Second lens 130 ... Third lens 140 ... Aperture stop 150 ... Fourth lens 160 ... Imaging surface (imaging device)
Claims (5)
−0.9≧f2/f4≧−1.1 … (1)
−10.0≦f1/f≦−6.0 … (2)
−5.0≦f2/f≦ −3.0 … (3)
3.0≦f3/f≦ 5.0 … (4)
2.0≦f4/f≦ 6.0 … (5)
ただし、fは全レンズによる焦点距離、f1は第1レンズの焦点距離、f2は第2レ ンズの焦点距離、f3は第3レンズの焦点距離、f4は第4レンズの焦点距離であ る。 In order from the object side, a first lens having a negative refractive power with a convex surface facing the object side, a second lens made of a resin material having a negative refractive power with a convex surface facing the object side, and a spherical surface, a third lens having a positive refractive power with a convex surface facing the object side, an aperture stop, and a fourth lens formed with the convex surface facing the image side of a resin material you have a direction Tadashi Kita refractive power An imaging lens satisfying the following conditional expressions (1) to (5):
−0.9 ≧ f2 / f4 ≧ −1.1 (1)
−10.0 ≦ f1 / f ≦ −6.0 (2)
−5.0 ≦ f2 / f ≦ −3.0 (3)
3.0 ≦ f3 / f ≦ 5.0 (4)
2.0 ≦ f4 / f ≦ 6.0 (5)
Where f is the focal length of all lenses, f1 is the focal length of the first lens, f2 is the focal length of the second lens , f3 is the focal length of the third lens, and f4 is the focal length of the fourth lens.
2W≧130°
ただし、2Wは全画角である。 5. The imaging lens according to claim 1, wherein a total angle of view of the imaging lens satisfies the following conditional expression.
2W ≧ 130 °
However, 2W is a full angle of view.
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